PP注射成型汽车保险杠填充及熔接痕CAE分析

合成树脂新产品开发与应用专栏舟Ｊ止树脂艘塑料．２０１１．２８（５）：１７

ＣＨＩＮＡＳＹＮＴＩｔＥＴＩＣＲＥＳＩＮＡＮＤＰｌ＾Ｓ１１ＩＣＳ

ＰＰ注射成型汽车保险杠填充及熔接痕ＣＡＥ分析

李永泉．李峰。孙晋

中国石油化工股份有限公司北京化：［研究院．北京１０００１３）

搐要：借助Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件．通过最佳浇ｕ位置分析计结合制件结掏．确定ｒ汽车前保险杠的两种浇口位置

方案。对采埘的汽乍保险杠々片Ｊ树脂离抗ｐ｝ｒ聚丙烯１２１５Ｃ进行了流，韭性能、压力一体积一温度芰系曲线及热传导系数等的测定。通过Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件比较了两种浇一位置对制品产生熔接痕的位置、数量的影响“及熔体遇合角度与温度对熔接痕质置的影响．确定了当制品采川方案２的浇口位置时，熔接痕对产品外观性能影响较小。

关键词：聚丙烯熔接痕Ｍｏｌｄｆｌｏｗ汽车保险杠

中囤分粪号：ＴＱ３２５１＋４；ＴＯ３２０６６文献标识码：Ｂ文章编号：１００２一１３９６【２０ＩＩ）０５—００１７－０４

熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端

部分被冷却，在结合处未能完全融合而产生的。熔

接痕不仅影响塑料制品的外观质量．而且对制品

的力学性能影响也很大．严重缩短制品的使用寿

命，凼此．在生产过程中需尽量消除熔接痕…。汽车

保险杠不仅是汽车的安全保护装置．同时也是车

身外形的重要装饰件．所以更应消除熔接痕。

ｌ保险杠模型尺寸及材料选择钭２Ｉ２Ｉ５【的漉Ｊ玺曲线

酣叭叭

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罔ｌ划分网｛Ｉ｝Ｊ亓敷模

ＦｉｇＩＭｅｓｈｅｄｒａｍｔｅｌ２Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件分析

制品是采用中同石化扬子石油化丁股份有限２．１浇口分析

公司生产的汽车保险杠々，ｑＪ聚丙烯（ＰＰ）１２１５Ｃ．浇ｕ是熔体流进模具型腔的通道．直接影响在熔体温度２００～２６０℃．模具温度３０—６０℃．最大

剪切速率（７）为ｌ×１０５ｓ“下制得的。从图２看出：

在ｙ较低时，加Ｔ温度（７’）越高黏度（■）越低；当７收稿日期：２０１卜０４—１３；傩回日期：２０１Ｉ一０７—０３。

作奢筒介：李永泉，１９７６年生．硕十．ｒ程师．２００３年毕

较高时．ｒ相对于ｙ对，７影响较小。随着ｙ的增业于北京化Ｔ大学材料科学与工程学院．主蚤从事塑料大．熔体＂下降鞍快。罔３反映的是１２１５ｃ存不改性及洼塑成型丁二艺研究。联系电话：（ＯｌＯ）５９２０２５６０；同雁，Ｊ（ｐ）下．比容随７１变化的曲线。Ｅ－ｒｎａｉｌ：｜ｉｙｏｎｇｑｂｊｈ，＠ｉ’∞＂ｔⅧ．．

万方数据

合成树脂及颦料２０１１年第２８巷

塑料熔体在模具型腔内的流动．从而关系到注塑件成型后是否会产生翘曲变形、熔接痕等缺陷。浇ｕ的数日和位置主要影响充填模式，而浇ｕ的形状与尺寸决定了聚合物的流动方向和平

衡

为解决由于尺寸较大给注射成型带来的成型

幽难和工艺范围狭窄的问题，大型模具采川增加

热流道和多浇口的设计形式．因此．采用二个浇口

进料。图４ａ是Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件自动分析的最佳浇Ｉ

Ｉ

为得到最合适的浇口位置和数量就必须对

位置．由于产品是外观件，浇』Ｉ小能没在外观面，故稍作改动作为方案ｌ。陶４１）是自己设计的浇『Ｉ位置作为方案２．

塑件的外形和注塑过程中的流动情况进行模拟和分析Ｉ：Ｉ

ｈ警

周４打案ｌ和＾窠２浇ｎ化置

Ｆｉｇ４（；ａｔｅｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆｓｃｈｅｍｅｌ

ａｎｄｓｃｈｅｍｅ２

２．２填充分析

通过填充模拟研究熔体在型腔内的流动足否平衡．判断是否平衡土要足流动时间甲衡和流动压力平衡时间平衡指熔体填充到达Ｔ件末端的

时间是否一致：版力平衡足指流动过程压力要均

Ｔａｂ．１

表１注射工艺参数

Ｉｎｊｅｃｌｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

匀，，填充流动不平衡易导致过保压，产生缩痕等缺陷，要考察熔体是否填满删腔，有行短射．ｆ司时要注意是否有滞流或跑道等现象，这些都易造成制品缺陷注射丁艺参数见表１，一鼍六ｌ五及机头温

度分别为２２０，２２０，２２０，２１０，２００，１８０，２３０℃。

时问为４ｓ．没有短射发生方案的流动填允基本甲衡远处末端。

阿＾

从流动过程看Ⅲ．阿种料流基本能Ｍ时充满

从罔５看Ｈ｛：通过软什设定两种方案的注射

０２２

。Ｉ

ａ方案

罔５＾案１和ｎ寨２的填充时问

Ｆｉｇ５

Ｆｉｌｌｉｎｇｔｉｍｅ

静‰Ｊ●１

方案２

ｏｆ盯ｈｅｍｅｌａｎｄＭｈｅｉｎｅ２

从袁２看Ｈ｛：在相同注射温度下实际注射时间需要６～８ｓ才能不发生短射现象由表２还看

无法将删腔填满冈此．对＿ｆ二薄甓制品必须设置合适的加１：温度．使材料充分塑化提高流动性才能

注满制品

ｆｊ；：注射时甥化温度对填充的影响很大提高注射

温度可以缩短注射时问，降低生产成本而塑化温度过低．导致料流流动速度变慢．料流前锋温度Ｆ

Ｍｏｌｄｆｌｏｗ能较好地模拟注射时熔体填充型腔

的整个过程．并能预测一些可能ｍ现的制品缺陷（如熔接痕，幽气等）

但与实际注射过程辑｜比，模

降过快，容易产生艟射现象．此时注射时问冉长也

万方数据

第５期李永泉等．ＰＰ注射成型汽车保险杠填克及熔接痕ＣＡＥ分析９

寰２噩鹰对填充的影响熔接痕是两股料流相遇熔合形成的，其质量

Ｔａｂ．２Ｅｆｆｅｔ＇ｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｌｌｆｌｌｎｎｇ与两股料流遇合角度蝌流前锋温度有关。通常两

股料流遇合角度大于１３５。时，熔接痕质量较好；

而料流相遇时的温度越高越好Ｍ】。

由图６一图７看出：采用方案ｌ时．制品有五

条比较明显的熔接痕，上半部分两条较长，下半部

分三条稍短。从熔接痕质量来看，较长熔接痕形成

角度很小．几乎是两股料流正面碰撞形成：而从料

流分析注射时间较短．由于实际注射实验中影响流前锋温度来看．较长熔接痕形成处温度为２２９因素更复杂．所以时间更长一些。℃左右．温度下降不是很快。但较短熔接痕温度２．３熔接痕分析下降较大。料流前锋温度为２２４ｏＣ左右。采用方

注塑制品要尽量避免熔接痕产生．减少熔接案２时．制品有四条较明显的熔接痕．上半部分两痕长度，避免出现在制品受力的部位。产生熔接痕条较长．下半部分两条稍短。从熔接痕质量来看，的原因有：１）塑化温度低导致流动性差；２）注射较长熔接痕形成角度大于方案１．但也没有超过压力小导致熔体流动前锋温度下降太大；３）模腔１３５０：而从料流前锋温度来看．两种方案接近。综排气不良；４）浇口位置和数目设计不合理；５）模具合考虑。采用方案２注射时形成的熔接痕数量少，温度低，相遇的熔体前沿融合不好Ⅲ。本工作利用而且熔接痕质量优于方案１．所以采用方案２作ＭｏｌｄｌｌＯＷ软件分析不同浇口位置处的熔接痕。为最终浇口方案的设计。

蚺接，猷。）熔接村（。）

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ａ方案Ｉｌ方案２

圈６方案ｌ和方案２的熔接痕

Ｆｉｇ６Ｗｅｌｄｌｉｎｅｏｆｓｃｈｅｍｅ１ａｎｄ＂ｈｅｍｅ２

嚣产峰础‘料懒肥℃

瑚一

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抛一Ｉ

Ｂ方案

圈７方案１和方案２料漉前锋温度

Ｆｉｇ．７ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｆｌｏｗｆｒｏｎｔｏｆｓｃｈｅｍｅＩａｎｄ＾ｃｈｅｍｅ２

３结论时间短。

ａ）由Ｍｏｌｄ．ｆｌｏｗ软件分析可知，用１２１５Ｃ进ｂ）采用方案２时．产品表面的熔接痕不论是行保险杠注射成型时，材料流动性较好．两种方数量还是质量都优于采用方案ｌ，因此注射制品案的填充基本平衡，无短射发生，但比实际注射时可采用方案２。

万方数据

２０．

合成树脂及甥料

测【Ｊ】．工程塑料应用，２００３，３１（３）：１７－２０．

２０１１年第２８卷

４参考文献

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肖长江，刘春太．申长雨．注塑制件熔接痕的形成、性能和预

【４】冯良为，岑运福，杨军，等．塑件熔缝形成的理论研究阴．模具

工业。２００１，２９（Ｉ）：３４＿３６．

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５６—５９．

（编辑：王蕾）

ＣＡＥａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｉｌｌｉｎｇａｎｄｗｅｌｄｌｉｎｅｏｆ

ａｕｔｏ

ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｅｄ

ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ

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ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ

Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏｇａｔｅｌｏｃａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓ

ｍｅａｎｓｏｆＭｏｌｄｆｌｏｗｓｏｆｔｗａｒｅｂａｓｅｄ

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１６）

ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｏｎｏｍｏｄａｉＰＥｌ００ｆｏｒｐｉｐｅｓ

ＴａｎｇＹａｈｌ，Ｗａｎｇ

Ｑｕｎｔｎｏ’，ＬｉｕＢａｉｐｉｎ９２，ＧｕｏＲｕｉｌ，ＣｈｅｎｇＲｕｉｈｕａ２

（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＱｉｌｕＢｒａｎｃｈＣｏ．．ＳＩＮＯＰＥＣ．Ｚｉｂｏ２５５４００，Ｃｈｉｔｉｎ；

２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬ丑ｂｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ

２００２３７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｏｎｏｍｏｄａｌＰＥ１００ｇｒａｄｅｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ

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ＨＤＰＥｆｏｒ

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ｃｈａｉｎ．Ｔｈｅｔｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ

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ＮＭＲ），ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｙｐｅ

ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｗｏｒｅｓｉｎｓｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ

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PP注射成型汽车保险杠填充及熔接痕CAE分析

作者：

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英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：李永泉， 李峰， 孙晋， Li Yongquan， Li Feng， Sun Jin中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,北京,100013合成树脂及塑料China Synthetic Resin and Plastics2011,28(5)1次

1.芦亚萍 熔接痕的形成机理及控制方法[期刊论文]-模具工业 2006(12)

2.杨风霞;姜小莹;汤波 工艺参数对注塑件熔接痕性能的影响[期刊论文]-塑料工业 2006(09)

3.肖长江;刘春太;申长雨 注塑制件熔接痕的形成、性能和预测[期刊论文]-工程塑料应用 2003(03)

4.冯良为;岑运福;杨军 塑件熔缝形成的理论研究[期刊论文]-模具工业 2001(01)

5.马懿卿 注塑件熔接痕形成机理的探讨 2007(03)

1.石文勇 添加剂对汽车保险杠用再生聚丙烯改性的影响[期刊论文]-哈尔滨理工大学学报 2013(3)

引用本文格式：李永泉.李峰.孙晋.Li Yongquan.Li Feng.Sun Jin PP注射成型汽车保险杠填充及熔接痕CAE分析[期刊论文]-合成树脂及塑料 2011(5)